windows和linux平台下后台运行程序的实现（守护进程、后台任务）

一、前言

Windows 和 Linux平台下有时候需要后台启动，脱离界面（抛去黑色cmd和脱离终端）运行程序并常驻内存；同时能够具备一定的日志记录和异常自启动等特点。
对于后台启动和守护进程概念上不做过多区分；当然我们可以通过使用Web服务器托管或者直接运行启动；但这些与后台运行相违背
由于笔者是golang开发的web项目，并且已经打包成可执行文件，就简单了解下目前已知的偏后端后台启动的几种方式（前端的推荐一个pm2挺不错的）。当然通过docker部署是个不错的策略，但是与今天讨论的话题是有很大区别的。

二、 Windows环境程序后台运行

对于windows环境很少会用来作为服务器，由于系统的定位和其一定的封闭性使得在这快能够选择的方式不多。

1. 对于c#程序winform和.net

对于这类可以直接通过隐藏窗体任务栏或直接创建windows服务程序(推荐)，这块内容请移步至微软官方文档创建windows服务了解

2. 对于不是通过打包执行

这里很多是通过安装使用第三方库用代码控制，如golang的github.com/kardianos/service

3. 对于其他程序打包后生成的可执行文件

例如 golang 或者 python等程序打包后生成的.exe可执行文件，如果想实现脱离命令行、脱离终端运行，则需要将 可执行文件注册成windows服务。
（备注）: 有了解到网上说使用： sc命令、start /b xxx.exe命令、.vbs文件 、 .bat、c/c++懵圈代码和修改注册表等。个人观点不推荐，原因有二：简便性和通用性。
这里有两个程序，但是推荐最后一个b
a. 微软Microsoft Windows Resource Kits工具集中提供的两个小工具“instsrv.exe”和“srvany.exe” 但是要求手动修改注册表，所以不太建议用：
先下载这两个程序然后放在同一个目录，例如都放在D盘，然后进入到DOS命令行下面输入如下命令注册服务：
　d:\instsrv.exe mySharedService d:\srvany.exe        //mySharedService是服务名
　// 这个命令是把srvany.exe这个程序注册成了系统服务 
接下来需要修改注册表
同时按住windows键和 r键 在弹出的运行框中输入regedit ,然后回车。修改HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services 路径下找到刚刚注册的服务名mySharedService,右击新建一个项，名称为“Parameters”，单击选中它然后在右侧的窗口新建一个字符串值名称为“Application”，将其值设置为要注册的可执行文件exe的路径。同样的方式也可以指定再建立一个AppDirectory指定程序运行的初始目录；AppParameters 值为程序启动所需要的参数等。
然后运行net start mySharedService即可启动，停止删除服务，见net 命令
b. 通过使用nssm程序来实现可执行程序的注册服务，简单高效
首先，安装官网安装 nssm 解压选里面的64位系统的执行程序，将nssm.exe添加到系统环境变量（或者跟上面一样放到d盘）
然后注册服务，通过如下命令（mgt_test_service为服务名）
nssm install  mgt_test_service
会出现窗口提示，通过配置如下

nssm配置图.png

右边的details可以配置服务的展示名称和描述信息，以及启动方式

nssm-details配置图.png

点击 install service即可注册服务；
服务管理主要有启动、停止和重启，其命令如下：
启动服务：nssm start mgt_test_service
停止服务： nssm stop mgt_test_service
重启服务: nssm restart mgt_test_service
当然，也可以使用系统自带的服务管理器操作和使用系统的命令
如果需要修改参数可以使用: nssm edit mgt_test_service
如果删除服务可以使用: nssm remove mgt_test_service
通过在运行窗口输入 services.msc 可以找到mgt_test_service这个服务。

三、Linux环境程序后台运行

其实Linux系统有自己的守护进程管理工具 Systemd，直接和内核的交互可以将服务变成系统服务，性能也很强，本文不进行介绍。这里推荐几个常用的工具和命令并简述他们之间的区别。
命令：nohup、screen
工具：supervisor

1. nohup命令

用法 nohup ./web_pack & (web_pack是打包后的可执行文件, '&'可以将当前进程变成后台任务)

nohup的特点：

该命令会阻止SIGHUP信号发到这个进程

关闭标准输入，该进程不再能够接收任何输入

重定向标准输出和标准错误到文件nohup.out

2. screen命令

首先安装

# 安装screen 多数linux系统已经安装了
apt-get install screen

操作流程如下：

新建一个screen会话

# 新建一个session
screen
# 创建多个session, 需要指定name区分
screen -S name1
screen -S name2
# 查看已经创建的session
screen -ls

出现如下页面，表示安装成功，依据提示我们按一个空格键

新建screen会话页面.png
接下我们执行启动项目的命令

# 进入项目，启动运行服务（web_pack是我打包后的可执行文件，这里依据情况执行自己项目的启动命令）
./web_pack

web_pack启动演示图片.png

可以看到我的服务启动并监听了8088端口，但是还没有脱离终端，当前仍处于上面创建的screen session。我们需要退出跳出这个screen，执行如下命令。

离开当前的screen 会话
按住 ctrl + A 和 ctrl + D,会跳出当前创建的screen，可以看到下面的页面

跳出screen界面.png

通过测试访问本地8088端口得到返回数据，确实服务已经后台启动了。

测试本地服务.png

关闭终端后并不影响后台程序运行。
删除已经创建的screen
先进入，如果只有一个可以直接 screen -r，多个可以通过screen -r name1；
然后停掉服务，关闭退出，按住 ctrl + C 和 ctrl + D，即可关闭如下图所示

关闭session会话.png

screen的特点：

可在当前screen session 里新建另一个或多个 session；

当前 session是否关闭不影响创建的session；

以后重新登录，还可以再连上早先新建的 session；

不具备服务托管特性，没有出错重启或日志跟踪等

3. supervisor进程托管工具

supervisor是我用的较多的守护进程管理工具，python开发的可将一个普通的命令行进程变为后台daemon，并监控进程状态，支持异常重启和支持运行日志的记录。
详细文档说明参考supervisor 官网

安装supervisor

# ubuntu系统通过apt安装
apt-get install supervisor
# pip 安装
pip install supervisor

配置supervisor
进入到/etc/supervisor可以看到如下目录内容

supervisor配置目录结构.png

supervisor的配置文件supervisord.conf
需要管理的子进程配置文件目录/conf.d
本人已添加的配置文件hexo_auto.conf
这里贴一下网上的关于配置文件的说明，了解下即可，被管理的进程配置见后。

[unix_http_server]
file=/tmp/supervisor.sock   ;UNIX socket 文件，supervisorctl 会使用
;chmod=0700                 ;socket文件的mode，默认是0700
;chown=nobody:nogroup       ;socket文件的owner，格式：uid:gid
 
;[inet_http_server]         ;HTTP服务器，提供web管理界面
;port=127.0.0.1:9001        ;Web管理后台运行的IP和端口，如果开放到公网，需要注意安全性
;username=user              ;登录管理后台的用户名
;password=123               ;登录管理后台的密码
 
[supervisord]
logfile=/tmp/supervisord.log ;日志文件，默认是 $CWD/supervisord.log
logfile_maxbytes=50MB        ;日志文件大小，超出会rotate，默认 50MB，如果设成0，表示不限制大小
logfile_backups=10           ;日志文件保留备份数量默认10，设为0表示不备份
loglevel=info                ;日志级别，默认info，其它: debug,warn,trace
pidfile=/tmp/supervisord.pid ;pid 文件
nodaemon=false               ;是否在前台启动，默认是false，即以 daemon 的方式启动
minfds=1024                  ;可以打开的文件描述符的最小值，默认 1024
minprocs=200                 ;可以打开的进程数的最小值，默认 200
 
[supervisorctl]
serverurl=unix:///tmp/supervisor.sock ;通过UNIX socket连接supervisord，路径与unix_http_server部分的file一致
;serverurl=http://127.0.0.1:9001 ; 通过HTTP的方式连接supervisord
 
; [program:xx]是被管理的进程配置参数，xx是进程的名称
[program:xx]
command=/opt/apache-tomcat-8.0.35/bin/catalina.sh run  ; 程序启动命令
autostart=true       ; 在supervisord启动的时候也自动启动
startsecs=10         ; 启动10秒后没有异常退出，就表示进程正常启动了，默认为1秒
autorestart=true     ; 程序退出后自动重启,可选值：[unexpected,true,false]，默认为unexpected，表示进程意外杀死后才重启
startretries=3       ; 启动失败自动重试次数，默认是3
user=tomcat          ; 用哪个用户启动进程，默认是root
priority=999         ; 进程启动优先级，默认999，值小的优先启动
redirect_stderr=true ; 把stderr重定向到stdout，默认false
stdout_logfile_maxbytes=20MB  ; stdout 日志文件大小，默认50MB
stdout_logfile_backups = 20   ; stdout 日志文件备份数，默认是10
; stdout 日志文件，需要注意当指定目录不存在时无法正常启动，所以需要手动创建目录（supervisord 会自动创建日志文件）
stdout_logfile=/opt/apache-tomcat-8.0.35/logs/catalina.out
stopasgroup=false     ;默认为false,进程被杀死时，是否向这个进程组发送stop信号，包括子进程
killasgroup=false     ;默认为false，向进程组发送kill信号，包括子进程
 
;包含其它配置文件
[include]
files = relative/directory/*.ini    ;可以指定一个或多个以.ini结束的配置文件

上面的配置文件中"[program:xx]"部分也说明了被管理进程的配置参数，这里放一下上面我的hexo_auto.conf的简单配置

[program:hexo-blog]
command=/usr/local/node/bin/hexo server
directory=/root/hexo/my-hexo-blog
autostart=true
startsecs=10
autorestart=true
startretries=3
# 执行的用户
user=root
# 值小的优先启动
priority=999
# 把stderr重定向到stdout，默认false
redirect_stderr=true
stdout_logfile_maxbytes=20MB
# 备份文件数目
stdout_logfile_backups = 20
# 日志文件
stdout_logfile=/root/hexo/my-hexo-blog.log
# 默认为false,进程被杀死时，是否向这个进程组发送stop信号，包括子进程
stopasgroup=false
# 默认为false，向进程组发送kill信号，包括子进程
killasgroup=false

这个配置是用来在/root/hexo/my-hexo-blog路径下启动hexo服务的代码，服务起名为hexo-blog

运行supervisor并添加子进程任务hexo-blog，最后启动任务即可。

# 启动服务
sudo service supervisor start
# 更新下配置
sudo supervisorctl update
# 启动任务
sudo supervisorctl start hexo-blog

如果修改了子进程任务的配置，则需要重新加载运行。参考下面命令:

常用的supervisor命令有:
supervisorctl status //查看所有进程的状态
supervisorctl stop hexo-blog //停止hexo-blog
supervisorctl start hexo-blog //启动hexo-blog
supervisorctl restart //重启hexo-blog
supervisorctl update //配置文件修改后使用该命令加载新的配置
supervisorctl reload //重新启动配置中的所有程序

四、结语

由于调研、搭建环境、编写文章时间仓促和能力有限，文章难免存在用词不当或知识错误，欢迎指正。如果有更好的后台程序运行或者守护进程的管理的见解，欢迎评论区讨论交流。